KR100872557B1 - 컴퓨터 비젼을 이용한 파이프 용접 위치 제어 장치 - Google Patents

컴퓨터 비젼을 이용한 파이프 용접 위치 제어 장치 Download PDF

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이병룡
김형석
박성태
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울산대학교 산학협력단
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Abstract

본 발명에 따르면, 양 단부가 서로 마주보도록 감긴 상태로 투입되는 공급판재에 관한 양 단부 간을 용접하여 공급판재를 원형의 파이프로 성형하는 데 있어서 양 단부 간의 용접 위치를 제어하는 장치에 관한 것으로서, 공급판재가 투입 및 통과되는 동안 양 단부에 대응되는 공급판재의 양측 외주를 각각 감싸서 양 단부 간이 맞대어지도록 가이드하고, 양 단부 간의 이격 간격이 조절되도록, 공급판재의 양측 중 어느 일측을 감싸며 왕복 이동가능한 이동홀더 및 이동홀더와 마주보면서 양측 중 다른 일측을 감싸며 위치가 고정된 고정홀더를 각각 구비한 홀더부; 홀더부 후단에서 양 단부 간의 용접을 수행하는 용접봉; 홀더부의 전단에서 공급판재의 양 단부 간의 이격 거리를 촬영하여 촬영된 이격거리값을 전송하는 비젼카메라 및 공급판재의 양 단부 부위에 광원을 조사하는 조명수단을 구비한 비젼수단; 및 비젼카메라로부터 전송받은 이격거리값과 기 저장된 기준거리값 간을 비교하여, 이격거리값이 기준거리값 이상인 경우 이동홀더와 고정홀더 간의 이격 간격이 좁아지는 방향으로 이동홀더의 이동을 제어하고, 이격거리값이 기준거리값 이하인 경우 이동홀더와 고정홀더 간의 이격 간격이 넓어지는 방향으로 이동홀더의 이동을 제어하는 제어부를 포함하는 컴퓨터 비젼을 이용한 파이프 용접 위치 제어 장치가 제공된다.

Description

컴퓨터 비젼을 이용한 파이프 용접 위치 제어 장치{Apparatus for controlling displacement of pipe welding using computer vision}
본 발명은 컴퓨터 비젼을 이용한 파이프 용접 위치 제어 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 평판형 판재를 용접하여 원형의 파이프로 성형하는 과정에 있어서 용접면에 관한 비젼카메라의 촬영정보를 이용하여 상기 판재의 용접 위치를 제어함에 따라 용접 효율을 증대시키고 제품의 고품질화를 실현할 수 있는 컴퓨터 비젼을 이용한 파이프 용접 위치 제어 장치에 관한 것이다.
사각형 형상의 평판형의 판재에 대한 양 단부를 원형으로 감아서 상기 양 단부를 서로 용접하는 것에 의하면, 상기 평판형의 판재를 원형의 파이프로 성형할 수 있게 된다.
이러한 경우에 있어서, 상기 양 단부 간의 용접되는 부위인 용접심 부위 간의 상호 맞대어짐이 제대로 수행되지 않는 경우, 원하지 않는 타 부위에 용접이 수행될 수 있거나 용접 불량이 발생될 위험이 있다.
또한, 상기 판재의 양 단부 간의 용접이 수작업으로 이루어지는 경우, 용접이 균일하지 못하는 등의 용접 불량이 발생되거나 용접 시간이 증대될 수 있으며 각종 안전사고의 위험이 따를 수 있다.
한편, 상술한 바와 같은 용접 불량은 곧 제품의 품질성 저하 및 원가 상승을 초래할 수 있는 문제점이 있다.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로서, 양 단부가 서로 마주보도록 감긴 상태로 투입되는 공급판재에 관한 양 단부 간의 용접을 수행하여 상기 공급판재를 원형의 파이프로 성형하는 데 있어서, 용접될 부위인 상기 양 단부를 촬영하는 비젼카메라의 촬영정보를 이용하여 상기 양 단부 간의 이격 거리가 실시간 조정 가능하고 그에 따른 용접봉의 위치를 자동 제어하여 용접 불량을 절감시킬 수 있어 제품의 고품질화 및 원가절감을 실현하고 용접 시간을 단축시킬 수 있는 컴퓨터 비젼을 이용한 파이프 용접 위치 제어 장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 컴퓨터 비젼을 이용한 파이프 용접 위치 제어 장치는, 양 단부가 서로 마주보도록 감긴 상태로 투입되는 공급판재에 관한 상기 양 단부 간을 용접하여 상기 공급판재를 원형의 파이프로 성형하는 데 있어서 상기 양 단부 간의 용접 위치를 제어하는 장치에 관한 것으로서, 상기 공급판재가 투입 및 통과되는 동안 상기 양 단부에 대응되는 상기 공급판재의 양측 외주를 각각 감싸서 상기 양 단부 간이 맞대어지도록 가이드하고, 상기 양 단부 간의 이격 간격이 조절되도록, 상기 공급판재의 양측 중 어느 일측을 감싸며 왕복 이동가능한 이동홀더 및 상기 이동홀더와 마주보면서 상기 양측 중 다른 일측을 감싸며 위치가 고정된 고정홀더를 각각 구비한 홀더부; 상기 홀더부를 통과하면서 상기 양 단부 간의 이격 간격이 조절된 상기 공급판재에 관하여 상기 홀더부 후단에서 상기 양 단부 간의 용접을 수행하는 용접봉; 상기 공급판재가 투입되는 지점인 상기 홀더부의 전단에서 상기 공급판재의 양 단부 간의 이격 거리를 촬영하여 촬영된 이격거리값을 전송하는 비젼카메라 및 상기 공급판재의 양 단부 부위에 광원을 조사하는 조명수단을 구비한 비젼수단; 및 상기 비젼카메라로부터 전송받은 상기 이격거리값과 기 저장된 기준거리값 간을 비교하여, 상기 이격거리값이 상기 기준거리값 이상인 경우 상기 이동홀더와 고정홀더 간의 이격 간격이 좁아지는 방향으로 상기 이동홀더의 이동을 제어하고, 상기 이격거리값이 상기 기준거리값 이하인 경우 상기 이동홀더와 고정홀더 간의 이격 간격이 넓어지는 방향으로 상기 이동홀더의 이동을 제어하는 제어부를 포함한다.
여기서, 상기 비젼카메라는, 상기 양 단부 간의 상호 이격된 거리의 중심점 위치를 촬영하여 촬영된 중심점정보를 상기 제어부로 전송하고, 상기 제어부는, 상기 비젼카메라로부터 전송받은 상기 중심점정보가 기 저장된 기준중심점정보로부터 이탈된 거리 값에 대응되는 보정거리정보를 연산하고, 상기 보정거리정보를 이용하여 상기 용접봉의 위치를 보정 제어할 수 있다.
또한, 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 실시예에 따른 컴퓨터 비젼을 이용한 파이프 용접 위치 제어 장치는, 양 단부가 서로 마주보도록 감긴 상태로 투입되는 공급판재에 관한 상기 양 단부 간을 용접하여 상기 공급판재를 원형의 파이프로 성형하는 데 있어서 상기 양 단부 간의 용접 위치를 제어하는 장치에 관한 것으로서, 상기 공급판재가 투입 및 통과되는 동안 상기 양 단부에 대응 되는 상기 공급판재의 양측 외주를 각각 감싸서 상기 양 단부 간이 맞대어지도록 가이드하고, 상기 양 단부 간의 이격 간격이 조절되도록, 상호 마주보면서 왕복 이동가능한 한 쌍의 조절홀더를 각각 구비한 홀더부; 상기 홀더부를 통과하면서 상기 양 단부 간의 이격 간격이 조절된 상기 공급판재에 관하여 상기 홀더부 후단에서 상기 양 단부 간의 용접을 수행하는 용접봉; 상기 공급판재가 투입되는 지점인 상기 홀더부의 전단에서 상기 공급판재의 양 단부 간의 이격 거리를 촬영하여 촬영된 이격거리값를 전송하는 비젼카메라 및 상기 공급판재의 양 단부 부위에 광원을 조사하는 조명수단을 구비한 비젼수단; 및 상기 비젼카메라로부터 전송받은 상기 이격거리값과 기 저장된 기준거리값 간을 비교하여, 상기 이격거리값이 상기 기준거리값 이상인 경우 상기 한 쌍의 조절홀더 간의 이격 간격이 좁아지는 방향으로 상기 한 쌍의 조절홀더의 이동을 제어하고, 상기 이격거리값이 상기 기준거리값 이하인 경우 상기 한 쌍의 조절홀더 간의 이격 간격이 넓어지는 방향으로 상기 한 쌍의 조절홀더의 이동을 제어하는 제어부를 포함한다.
여기서, 또한 상기 비젼카메라는, 상기 양 단부 간의 상호 이격된 거리의 중심점 위치를 촬영하여 촬영된 중심점정보를 상기 제어부로 전송하고, 상기 제어부는, 상기 비젼카메라로부터 전송받은 상기 중심점정보가 기 저장된 기준중심점정보로부터 이탈된 거리 값에 대응되는 보정거리정보를 연산하고, 상기 보정거리정보를 이용하여 상기 용접봉의 위치를 보정 제어할 수 있다.
본 발명에 따른 컴퓨터 비젼을 이용한 파이프 용접 위치 제어 장치에 따르 면, 양 단부가 서로 마주보도록 감긴 상태로 투입되는 공급판재에 관한 양 단부 간의 용접을 통한 공급판재의 원형 파이프 성형시, 상기 양 단부를 촬영하는 비젼카메라의 촬영정보를 이용하여 상기 양 단부 간의 이격 거리를 홀더부를 통해 실시간 조정 가능하고 그에 따른 용접봉의 위치를 자동 제어 및 보정함에 따라 용접 불량을 절감시킬 수 있고 그에 따른 제품의 고품질화 및 원가절감을 실현하며 용접 시간을 단축시킬 수 있다.
이하 첨부된 도면을 참조로 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세히 설명하기로 한다.
이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적인 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 컴퓨터 비젼을 이용한 파이프 용접 위치 제어 장치의 개략 평면도, 도 2는 도 1의 파이프 용접 위치 제어 장치의 개략 사시 도, 도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 컴퓨터 비젼을 이용한 파이프 용접 위치 제어 장치의 개략 사시이다.
또한, 도 4는 도 2 또는 도 3의 파이프 용접 위치 제어 장치의 구성도, 도 5는 도 4의 제어부에 의한 홀더부 제어를 나타내는 평면도, 도 6은 도 4의 제어부에 의한 용접봉 제어를 나타내는 평면도이다.
본 발명은 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 양 단부(11)가 서로 마주보도록 감긴 상태로 투입되는 공급판재(10)에 관한 상기 양 단부(11) 간을 용접하여 상기 공급판재(10)를 원형의 파이프로 성형하는 데 있어서 비젼수단(130)의 촬영정보를 이용하여 상기 양 단부(11) 간의 용접 위치를 제어하는 컴퓨터 비젼을 이용한 파이프 용접 위치 제어 장치에 관한 것이다.
여기서 상기 공급판재(10)는, 도시되지 않은 별도의 외부 투입수단(미도시)에 의해 투입될 수 있으며, 이러한 공급판재(10)의 투입과 동시에 상기 양 단부(11)의 감김이 원활하도록 도 2와 같이 상기 공급판재(10)의 양측에 상기 양 단부(11)의 감김을 가이드하는 별도의 롤러(20)가 구비될 수 있는데, 상기 롤러(20)의 배치 및 형태는 상술한 도 2의 구성으로 한정되지 않으며 보다 다양하게 변형 가능함은 물론이다.
본 발명은 상술한 공급판재(10)의 투입 및 감김을 위한 장치가 아닌 상기 투입되는 공급판재(10)에 관한 양 단부(11)의 용접을 통한 파이프 성형시 상기 공급판재(10)의 양 단부(11) 간의 간격을 조절하여 용접 위치를 제어하기 위한 것으로서, 본 발명에서 상술한 바와 같은 공급판재(10)의 투입 및 감김을 위한 구성은 상 기 외부 투입수단(미도시) 또는 롤러로 한정되는 것이 아니며 이를 대체할 만한 여타 수단으로 대체 적용되어도 무관함은 물론이다.
도 1 내지 도 2 및 도 4 내지 도 6과 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 컴퓨터 비젼을 이용한 파이프 용접 위치 제어 장치(100)는, 이동홀더(111)와 고정홀더(112)를 구비한 홀더부(110), 용접봉(120), 비젼카메라(131)와 조명수단(132)을 구비한 비젼수단(130), 및 제어부(140)를 포함한다.
상기 홀더부(110)는 도 1 또는 도 2와 같이, 상기 공급판재(10)가 투입 및 통과되는 동안 상기 양 단부(11)에 대응되는 상기 공급판재(10)의 양측 외주를 각각 감싸서 상기 양 단부(11) 간이 맞대어지도록 가이드하는 부분으로서, 상기 이동홀더(111) 및 고정홀더(112)를 포함할 수 있다. 여기서, 상기 이동홀더(111) 및 고정홀더(112)에는 상기 공급판재(10)의 투입 및 통과를 위한 별도의 가이드홀(114)이 각각 구비될 수 있다.
더 상세하게는, 이러한 상기 홀더부(110)는, 상기 양 단부(11) 간의 이격 간격이 조절되도록, 상기 공급판재(10)의 양측 중 어느 일측을 감싸며 왕복 이동가능한 상기 이동홀더(111), 및 상기 이동홀더(111)와 마주보면서 상기 공급판재(10)의 양측 중 어느 다른 일측을 감싸며 위치가 고정된 상기 고정홀더(112)를 각각 구비할 수 있다. 여기서, 상기 이동홀더(111)는 별도의 홀더구동모터(113)에 의해 구동될 수 있으나 개시되지 않은 보다 다양한 조절수단에 의해 구동 가능함은 물론이다.
이러한 상기 홀더부(110)는, 추후 상기 비젼카메라(131)에 의한 상기 양 단 부(11) 간의 이격 간격에 관한 촬영정보를 이용한 제어부(140)의 제어신호에 따라 상기 이동홀더(111)를 이동시킴에 따라 상기 양 단부(11) 간의 간격이 용접에 적합한 간격으로 조정되도록 상기 공급판재(10) 외주를 가이드할 수 있다.
한편, 상기 용접봉(120)은 상기 홀더부(110)를 통과하면서 상기 양 단부(11) 간의 이격 간격이 조절된 상기 공급판재(10)에 관하여 상기 홀더부(110) 후단에서 상기 양 단부(11) 간의 용접을 수행하는 부분이다.
이러한 용접봉(120)은 위치의 이동이 가능하도록 도 2와 같이 상기 고정홀더(112) 상부에 설치되어 슬라이드 이동 가능한 별도의 용접봉조절단(121)에 연결되어 구비될 수 있다.
여기서 상기 용접봉(120)의 위치 이동이 가능하도록 하는 상기 용접봉조절단(121)은 별도의 용접구동모터(122)에 의해 구동될 수 있으나 개시되지 않은 보다 다양한 조절수단에 의해 구동 가능함은 물론이다.
그리고, 상기 용접봉(120)의 용접 방식은, 기 공지된 다양한 방식이 적용될 수 있음은 물론이다.
한편, 상기 비젼수단(130)은, 상기 공급판재(10)가 투입되는 지점인 상기 홀더부(110)의 전단에 설치되는 부분으로서, 상기 비젼카메라(131) 및 조명수단(132)을 포함하여 구성될 수 있다.
상기 비젼카메라(131)는 상기 공급판재(10)의 양 단부(11) 간의 이격 거리를 촬영하여 촬영된 이격거리값을 전송하는 부분이며, 상기 조명수단(132)은 상기 공급판재(10)의 양 단부(11) 부위에 광원을 조사하여 상기 비젼카메라(131)의 촬영 효율을 증진시키는 부분이다.
여기서, 상기 비젼카메라(131)는 상기 양 단부(11)에 관한 가장자리부(edge)의 감지를 통해 상기 이격거리값을 연산할 수 있으며 본 발명에서는 상술한 가장자리 감지 이외의 다양한 방식이 적용될 수 있음은 물론이다.
즉, 상술한 비젼수단(130)에 따르면, 도 1 또는 도 2와 같이 상기 홀더부(110)로부터 일정 거리의 전단에 설치되어, 상기 홀더부(110)에 투입되기 직전의 상기 공급판재(10)의 양 단부(11) 간의 간격(A-B간 간격)을 도 4와 같이 감지하여 상기 제어부(140)에 전송함에 따라 상기 양 단부(11) 간의 이격거리가 기 저장된 기준거리만큼 조절될 수 있도록 한다.
다시 말해서, 상기 비젼카메라(131)에 의해 취득되는 상기 이격거리값은, 추후 홀더부(110)를 통과한 공급판재(10)에 관한 상기 양 단부(11) 간의 용접이 정확성 있게 이루어질 수 있도록 하는 기준정보의 역할을 한다.
즉, 상기 제어부(140)는, 도 4와 같이 상기 비젼카메라(131)로부터 전송받은 상기 이격거리값(L')과 기 저장된 기준거리값(L) 간을 비교하여 상기 홀더부(110)에 구비된 이동홀더(111)의 이동을 제어하여 추후 용접봉(120)에 의한 용접이 원활히 이루어질 수 있도록 한다.
더욱 상세하게는, 상기 제어부(140)는, 도 4의 (c) 경우와 같이, 상기 이격거리값(L')이 상기 기준거리값(L) 이상인 경우 상기 이동홀더(111)와 고정홀더(112) 간의 이격 간격이 좁아지는 방향으로 상기 이동홀더(111)의 이동을 제어한다.
또한, 이와 다르게 상기 제어부(140)는 도 4의 (b) 경우와 같이, 상기 이격거리값(L')이 상기 기준거리값(L) 이하인 경우 상기 이동홀더(111)와 고정홀더(112) 간의 이격 간격이 넓어지는 방향으로 상기 이동홀더(111)의 이동을 제어한다.
한편, 본 발명에서는 공급판재(10)가 투입되는 속도, 상기 홀더부(110)로부터 일정 거리 전단에서 상기 공급판재(10)의 양 단부(11) 간 이격거리를 비젼카메라(131)에 의해 촬영하는 시점과 상기 홀더부(110)를 통과한 양 단부(11) 간의 용접이 용접봉(120)에 의해 수행되는 시간이 적절히 조정되는 것이 바람직하다.
즉, 공급판재(10)가 투입되는 동안 상기 비젼카메라(131)에 의해 상기 양 단부(11)가 촬영되고, 제어부(140)는 상기 이격거리값을 이용하여 촬영된 양 단부(11) 지점에 관한 홀더부(110)의 이동을 제어하여 상기 양 단부(11) 간 맞대어지는 이격거리를 적절히 조절하고, 상술한 이동 제어된 양 단부(11) 부분이 상기 홀더부(110)를 벗어나는 즉시 상기 홀더부(110) 후단의 용접봉(120)에 의해 상기 양 단부(11) 간의 용접이 원활히 수행될 수 있도록 상술한 적절한 조정이 필요하다.
한편, 상기 공급판재(10)의 양 단부(11)가 감긴 상태로 상기 홀더부(110)에 투입되어 상술한 제어부(140)에 의한 이동홀더(111)의 이동 제어 동작이 수행되는 동안, 상기 홀더부(110) 내에서 상기 공급판재(10)가, 상술한 원형으로 말린 원주 방향에 대하여 미세하게 회전 이동됨에 따라, 상기 상호 맞대어진 양 단부(11) 간 용접될 부위의 중심점이 도 6과 같이 이탈되는 경우가 발생될 수 있다.
즉, 상술한 바와 같이 용접될 부위의 중심점이 이탈하는 경우, 상기 용접 봉(120)에 의한 상기 공급판재(10)의 양 단부(11) 간 용접이 전혀 다른 부위에 수행될 수 있으며 이는 용접 불량률 증대 및 원가 상승의 원인이 될 수 있다.
여기서, 도 6과 같이 본 발명에 따르면, 상기 비젼카메라(131)는 상기 양 단부(11) 간의 상호 이격된 거리(A-B간 간격)의 중심점 위치를 촬영하여 촬영된 중심점정보를 상기 제어부로 전송할 수 있다.
이때, 상기 제어부(140)는, 상기 비젼카메라(131)로부터 전송받은 상기 중심점정보가 기 저장된 기준중심점정보로부터 이탈된 거리 값에 대응되는 보정거리정보(e)를 연산하고, 상기 보정거리정보(e)를 이용하여 상기 용접봉(120)의 위치를 보정 제어할 수 있다.
즉, 상기 보정거리정보(e)를 상기 용접봉(120) 측의 용접봉조절단(121)로 전송하여, 상기 용접봉(120)을 상술한 해당 중심점 상방으로 슬라이드 이동시킴에 따라 용접봉(120)의 용접 위치에 관한 보상 및 해소가 가능하며, 이에 따라 상술한 중심점 이탈에 따른 용접 불량 문제에 유연하게 대처 가능한 이점이 있다.
이상과 같은 본 발명에 따르면, 비젼카메라(131)의 촬영정보를 이용하여 상기 양 단부(11) 간의 이격 거리를 홀더부(110)를 통해 실시간 조정 가능함과 동시에 상기 이격 거리에 관한 중심점의 틀어짐에 대한 용접봉(120)의 위치를 자동 보정함에 따라 용접 불량을 절감시킬 수 있고 그에 따른 제품의 고품질화 및 원가절감을 실현하며 용접 시간을 단축시킬 수 있다.
한편, 도 3과 같이, 본 발명의 다른 실시예에 따른 컴퓨터 비젼을 이용한 파이프 용접 위치 제어 장치(200)는, 한 쌍의 조절홀더(211,212)를 구비한 홀더 부(210), 용접봉(120), 비젼카메라(131)와 조명수단(132)을 구비한 비젼수단(130) 및 제어부(140)를 포함한다.
여기서, 상기 홀더부(210)는 도 3과 같이, 상기 공급판재(10)가 투입 및 통과되는 동안 상기 양 단부(11)에 대응되는 상기 공급판재(10)의 양측 외주를 각각 감싸서 상기 양 단부(11) 간이 맞대어지도록 가이드하는 부분으로서, 상기 양 단부(11) 간의 이격 간격이 조절되도록, 상호 마주보면서 왕복 이동가능한 한 쌍의 조절홀더(211,212)를 각각 구비한다.
물론, 이러한 상기 한 쌍의 조절홀더(211,212)에는 상기 공급판재(10)의 투입 및 통과를 위해 상기 공급판재(10) 외주를 가이드하는 별도의 가이드홀(214)이 각각 구비될 수 있다.
여기서, 상기 한 쌍의 조절홀더(211,212)는 별도의 조절홀더모터(213)에 의해 각각 구동될 수 있으나 개시되지 않은 보다 다양한 조절수단에 의해 구동 가능함은 물론이다.
그리고, 상기 용접봉(120) 및 비젼수단(130)의 구성 및 역할은 상술한 일 실시예의 경우와 동일하므로 상세한 설명은 생략하고자 한다.
한편, 이상과 같은 본 발명의 다른 실시예에 따른 상기 제어부(140)는, 상술한 도 1 또는 도 2의 일 실시예에서와 같이, 상기 비젼카메라(131)로부터 전송받은 상기 이격거리값(L)과 기 저장된 기준거리값(L') 간을 비교하는 부분이다.
이러한 상기 제어부(140)는, 도 5의 (c) 경우와 같이, 상기 이격거리값(L')이 상기 기준거리값(L) 이상인 경우 상기 홀더부(210)에 구비된 한 쌍의 조절홀 더(211,212) 간의 이격 간격이 좁아지는 방향으로 상기 한 쌍의 조절홀더(211,212)의 이동을 동시 제어한다.
또한, 상기 제어부(140)는 도 5의 (b) 경우와 같이, 상기 이격거리값(L')이 상기 기준거리값(L) 이하인 경우 상기 한 쌍의 조절홀더(211,212) 간의 이격 간격이 넓어지는 방향으로 상기 한 쌍의 조절홀더(211,212)의 이동을 동시 제어한다.
즉, 도 1 또는 도 2와 같은 본 발명의 일 실시예의 경우에는, 홀더부(110)에 구비된 이동홀더(111)와 고정홀더(112) 중, 공급판재(10)의 어느 일측에 위치한 이동홀더(111)만을 이동 제어하여 상기 공급판재(10)의 어느 일측만을 이동시켜 상술한 용접 위치의 제어를 수행하는 것이고, 도 3과 같은 본 발명의 다른 실시예의 경우는, 홀더부(210)에 구비된 한 쌍의 조절홀더(211,212)를 동시 이동 제어하여 공급판재(10)의 양측을 모두 이동시켜 용접 위치의 제어를 수행하는 경우이다.
이러한 도 3의 다른 실시예에서도 상술한 도 2의 일 실시예에서와 같이, 비젼카메라(131)에 의한 중심점 위치 촬영 및 촬영된 중심점정보를 이용하여, 상기 제어부(140)가 용접봉(120)의 위치 보정을 위한 보정거리정보를 연산하여 용접봉(120)의 위치를 보상하는 동작이 동일한 원리로 수행될 수 있다. 이러한 구성은 앞서 일 실시예에서 상술한 바와 동일하므로 보다 상세한 설명은 생략하고자 한다.
이상과 같이 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술 사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 컴퓨터 비젼을 이용한 파이프 용접 위치 제어 장치의 개략 평면도,
도 2는 도 1의 파이프 용접 위치 제어 장치의 개략 사시도,
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 컴퓨터 비젼을 이용한 파이프 용접 위치 제어 장치의 개략 사시도,
도 4는 도 2 또는 도 3의 파이프 용접 위치 제어 장치의 구성도,
도 5는 도 4의 제어부에 의한 홀더부 제어를 나타내는 평면도,
도 6은 도 4의 제어부에 의한 용접봉 제어를 나타내는 평면도이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
10...공급판재 11...양 단부
100,200...컴퓨터 비젼을 이용한 파이프 용접 위치 제어 장치
110,210...홀더부 111...이동홀더
112...고정홀더 113...홀더구동모터
114...가이드홀 120...용접봉
121...용접봉조절체 122...용접구동모터
130...비젼수단 131...비젼카메라
132...조명수단 140...제어부
211,212...조절홀더 213...조절홀더모터
214...가이드홀

Claims (4)

  1. 양 단부가 서로 마주보도록 감긴 상태로 투입되는 공급판재에 관한 상기 양 단부 간을 용접하여 상기 공급판재를 원형의 파이프로 성형하는 데 있어서 상기 양 단부 간의 용접 위치를 제어하는 장치에 관한 것으로서,
    상기 공급판재가 투입 및 통과되는 동안 상기 양 단부에 대응되는 상기 공급판재의 양측 외주를 각각 감싸서 상기 양 단부 간이 맞대어지도록 가이드하고, 상기 양 단부 간의 이격 간격이 조절되도록, 상기 공급판재의 양측 중 어느 일측을 감싸며 왕복 이동가능한 이동홀더 및 상기 이동홀더와 마주보면서 상기 양측 중 다른 일측을 감싸며 위치가 고정된 고정홀더를 각각 구비한 홀더부;
    상기 홀더부를 통과하면서 상기 양 단부 간의 이격 간격이 조절된 상기 공급판재에 관하여 상기 홀더부 후단에서 상기 양 단부 간의 용접을 수행하는 용접봉;
    상기 공급판재가 투입되는 지점인 상기 홀더부의 전단에서 상기 공급판재의 양 단부 간의 이격 거리를 촬영하여 촬영된 이격거리값을 전송하는 비젼카메라 및 상기 공급판재의 양 단부 부위에 광원을 조사하는 조명수단을 구비한 비젼수단; 및
    상기 비젼카메라로부터 전송받은 상기 이격거리값과 기 저장된 기준거리값 간을 비교하여, 상기 이격거리값이 상기 기준거리값 이상인 경우 상기 이동홀더와 고정홀더 간의 이격 간격이 좁아지는 방향으로 상기 이동홀더의 이동을 제어하고, 상기 이격거리값이 상기 기준거리값 이하인 경우 상기 이동홀더와 고정홀더 간의 이격 간격이 넓어지는 방향으로 상기 이동홀더의 이동을 제어하는 제어부를 포함하 는 컴퓨터 비젼을 이용한 파이프 용접 위치 제어 장치.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 비젼카메라는,
    상기 양 단부 간의 상호 이격된 거리의 중심점 위치를 촬영하여 촬영된 중심점정보를 상기 제어부로 전송하고,
    상기 제어부는,
    상기 비젼카메라로부터 전송받은 상기 중심점정보가 기 저장된 기준중심점정보로부터 이탈된 거리 값에 대응되는 보정거리정보를 연산하고, 상기 보정거리정보를 이용하여 상기 용접봉의 위치를 보정 제어하는 것을 특징으로 하는 컴퓨터 비젼을 이용한 파이프 용접 위치 제어 장치.
  3. 양 단부가 서로 마주보도록 감긴 상태로 투입되는 공급판재에 관한 상기 양 단부 간을 용접하여 상기 공급판재를 원형의 파이프로 성형하는 데 있어서 상기 양 단부 간의 용접 위치를 제어하는 장치에 관한 것으로서,
    상기 공급판재가 투입 및 통과되는 동안 상기 양 단부에 대응되는 상기 공급판재의 양측 외주를 각각 감싸서 상기 양 단부 간이 맞대어지도록 가이드하고, 상기 양 단부 간의 이격 간격이 조절되도록, 상호 마주보면서 왕복 이동가능한 한 쌍의 조절홀더를 각각 구비한 홀더부;
    상기 홀더부를 통과하면서 상기 양 단부 간의 이격 간격이 조절된 상기 공급판재에 관하여 상기 홀더부 후단에서 상기 양 단부 간의 용접을 수행하는 용접봉;
    상기 공급판재가 투입되는 지점인 상기 홀더부의 전단에서 상기 공급판재의 양 단부 간의 이격 거리를 촬영하여 촬영된 이격거리값를 전송하는 비젼카메라 및 상기 공급판재의 양 단부 부위에 광원을 조사하는 조명수단을 구비한 비젼수단; 및
    상기 비젼카메라로부터 전송받은 상기 이격거리값과 기 저장된 기준거리값 간을 비교하여, 상기 이격거리값이 상기 기준거리값 이상인 경우 상기 한 쌍의 조절홀더 간의 이격 간격이 좁아지는 방향으로 상기 한 쌍의 조절홀더의 이동을 제어하고, 상기 이격거리값이 상기 기준거리값 이하인 경우 상기 한 쌍의 조절홀더 간의 이격 간격이 넓어지는 방향으로 상기 한 쌍의 조절홀더의 이동을 제어하는 제어부를 포함하는 컴퓨터 비젼을 이용한 파이프 용접 위치 제어 장치.
  4. 제 3항에 있어서, 상기 비젼카메라는,
    상기 양 단부 간의 상호 이격된 거리의 중심점 위치를 촬영하여 촬영된 중심점정보를 상기 제어부로 전송하고,
    상기 제어부는,
    상기 비젼카메라로부터 전송받은 상기 중심점정보가 기 저장된 기준중심점정보로부터 이탈된 거리 값에 대응되는 보정거리정보를 연산하고, 상기 보정거리정보를 이용하여 상기 용접봉의 위치를 보정 제어하는 것을 특징으로 하는 컴퓨터 비젼을 이용한 파이프 용접 위치 제어 장치.
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